JP2014207753A - Electronic equipment, motor drive device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器、モータ駆動装置、および画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electronic device, a motor drive device, and an image forming apparatus.
今日における電子機器は、モジュール化された各回路基板単位で、バックボード(母線)に対する挿抜が行われることが多い。しかし、グランドに対して回路基板の接地を図ることなく、活線状態のままバックボードに対して回路基板の挿抜を行うと、接地されるはずの電流が本来の流入経路とは異なる流入経路で流れ、回路が破損することがある。 Electronic devices today are often inserted into and removed from a backboard (busbar) in units of modular circuit boards. However, if the circuit board is inserted into and removed from the backboard without grounding the circuit board with respect to the ground, the current that should have been grounded will flow through the inflow path different from the original inflow path. Flow and circuit may be damaged.
例えば、モータモジュールの回路基板の場合、モータを駆動するモータドライバと、モータの回転位置を検出するエンコーダセンサ回路とが、同一の回路基板上に設置されモジュール化されている。モータドライバおよびエンコーダセンサ回路は、回路基板の共通のグランドラインに接続されている。また、モータドライバは、例えば24Vの電圧で駆動され、エンコーダセンサ回路は、例えば5Vの電圧で駆動される。 For example, in the case of a circuit board of a motor module, a motor driver that drives the motor and an encoder sensor circuit that detects the rotational position of the motor are installed on the same circuit board and modularized. The motor driver and encoder sensor circuit are connected to a common ground line on the circuit board. The motor driver is driven with a voltage of 24V, for example, and the encoder sensor circuit is driven with a voltage of 5V, for example.
このようなモータモジュールを、グランドラインの接地を図らずに、活線状態のままバックボードに対して挿抜すると、モータドライバを駆動するための電流が、グランドラインを介してエンコーダセンサ回路に逆流入する不都合を生ずる。そして、この電流の逆流入により、エンコーダセンサ回路には19Vの電位差が生じ、エンコーダセンサ回路が破損する不都合を生ずる。 If such a motor module is inserted into or removed from the backboard while the ground line is not grounded, the current for driving the motor driver flows back into the encoder sensor circuit via the ground line. Cause inconvenience. This reverse flow of current causes a potential difference of 19V in the encoder sensor circuit, which causes a problem that the encoder sensor circuit is damaged.
特許文献1(特開平6−168763号公報)に、バックボード(母線)に対して回路基板を活線挿抜する際に、電源母線または信号母線の変動を減少させ、他の回路基板への影響を防止することを目的とした活線挿抜方式が開示されている。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-168863), when a circuit board is hot-plugged with respect to a backboard (busbar), fluctuations in the power busbar or signal busbar are reduced and the influence on other circuit boards is affected. A hot-wire insertion / extraction system aimed at preventing the above has been disclosed.
この活線挿抜方式は、抵抗およびツェナーダイオードを用いて分圧調整回路を形成する。回路基板を外部インターフェイスと切離し、また、再度接続した際に、挿抜時の過渡状態における突入電流の発生を、分圧調整回路による分圧調整で制限する。これにより、活線挿入時に発生する充放電電流を抑制することができ、他の回路基板に悪影響を与えることなく、回路基板の活線挿抜を可能とすることができる。 In this hot-swap method, a voltage dividing adjustment circuit is formed using a resistor and a Zener diode. When the circuit board is disconnected from the external interface and reconnected, the occurrence of inrush current in a transient state at the time of insertion / extraction is limited by voltage division adjustment by the voltage division adjustment circuit. Thereby, the charging / discharging current generated at the time of hot-line insertion can be suppressed, and the hot-swap of the circuit board can be performed without adversely affecting other circuit boards.
しかし、特許文献1に開示されている活線挿抜方式は、ツェナーダイオードを用いて分圧調整回路を形成している。ツェナーダイオードは、高価な部品である。このため、モジュール化されている多数の回路基板に、ツェナーダイオードを用いて形成した分圧調整回路をそれぞれ設けると、装置全体がコスト高となる問題がある。 However, the hot-swap method disclosed in Patent Document 1 uses a Zener diode to form a voltage dividing adjustment circuit. Zener diodes are expensive parts. For this reason, if voltage dividing circuits formed using Zener diodes are provided on a large number of circuit boards that are modularized, there is a problem that the cost of the entire apparatus increases.
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、安価な構成で安全に回路基板の活線挿抜を可能とした電子機器、モータ駆動装置、および画像形成装置の提供を目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an electronic device, a motor drive device, and an image forming apparatus that enable hot-line insertion / extraction of a circuit board safely with an inexpensive configuration.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第1の電源部と、第1の電源部よりも低電圧を供給する第2の電源部とを、少なくとも備えた電源手段と、第1の電源部からの電圧で駆動される第1の駆動部と、第2の電源部からの電圧で駆動される第2の駆動部とを、少なくとも備えた駆動手段と、駆動手段の各駆動部を共通接地するためのグランドラインと、第2の電源部と第2の駆動部とを接続するラインに直列接続された抵抗とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a power supply unit including at least a first power supply unit and a second power supply unit that supplies a lower voltage than the first power supply unit. A drive unit including at least a first drive unit driven by a voltage from the first power supply unit, and a second drive unit driven by a voltage from the second power supply unit, and a drive unit And a resistor connected in series to a line connecting the second power supply unit and the second drive unit.
本発明によれば、安価な構成で安全に回路基板の活線挿抜を可能とすることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to safely perform hot-line insertion / extraction of a circuit board with an inexpensive configuration.
以下に添付図面を参照して、電子機器、モータ駆動装置、および画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an electronic device, a motor driving device, and an image forming apparatus will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態)
図1は、本実施の形態の画像形成装置100の一例を示す機械的構成図である。図1に示す画像形成装置100は、いわゆるタンデムタイプの画像形成装置となっており、転写ベルト5に沿って各色のAIOカートリッジ6Bk、6M、6C、6Yが並べられた構成を有している。転写ベルト5は、図1の紙面上において反時計回りに回転する。転写ベルト5上には、AIOカートリッジ6Bk、6M、6C、6Yが、回転方向の上流側から順に配置されている。各AIOカートリッジ6Bk、6M、6C、6Yは、作像する画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。AIOカートリッジ6Bkはブラックの画像を、AIOカートリッジ6Mはマゼンタの画像を、AIOカートリッジ6Cはシアンの画像を、AIOカートリッジ6Yはイエローの画像をそれぞれ作像する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a mechanical configuration diagram illustrating an example of an
以下、AIOカートリッジ6Bkを例にとって説明を進めるが、他のAIOカートリッジ6M、6C、6Yの構成はAIOカートリッジ6Bkの構成と同様である。このため、AIOカートリッジ6M、6C、6Yの各構成要素については、AIOカートリッジ6Bkの各構成要素に付したBkに替えて、M、C、Yによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。
Hereinafter, the description will be given by taking the AIO cartridge 6Bk as an example, but the configurations of the
転写ベルト5は、回転駆動される二次転写駆動ローラ7と転写ベルトテンションローラ8とに巻回されたエンドレスのベルトとなっている。二次転写駆動ローラ7は、図示しない駆動モータで回転駆動される。
The transfer belt 5 is an endless belt wound around a secondary transfer drive roller 7 and a transfer
AIOカートリッジ6Bkは、感光体9Bk、感光体9Bkの周囲に配置された帯電器10Bk、露光装置11、現像器12Bk、クリーナーブレード13Bk等を含んで構成されている。露光装置11は、ブラック画像用の露光装置11Bk、シアン画像用の露光装置11C、マゼンタ画像用の露光装置11M、イエロー画像用の露光装置11Yを備えている。すなわち、画像形成装置100には、トナーの色の数と同じ数の露光装置11Bk、11C、11M、11Yが設けられている。露光装置11は、各AIOカートリッジ6Bk、6M、6C、6Yが形成する画像色に対応する露光光の一例であるレーザ光14Bk、14M、14C、14Yを照射するように構成されている。
The AIO cartridge 6Bk includes a photoconductor 9Bk, a charger 10Bk disposed around the photoconductor 9Bk, an
画像形成に際し、感光体9Bkの外周面は、暗中にて帯電器10Bkにより一様に帯電された後、露光装置11からのブラック画像に対応したレーザ光14Bkにより露光され、静電潜像が形成される。現像器12Bkは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化することで、感光体9Bk上にブラックのトナー画像を形成する。
At the time of image formation, the outer peripheral surface of the photoreceptor 9Bk is uniformly charged by the charger 10Bk in the dark, and then exposed by the laser beam 14Bk corresponding to the black image from the
このトナー画像は、感光体9Bkと転写ベルト5とが接する位置(一次転写位置)で、一次転写ローラ15Bkにより転写ベルト5上に転写される。この転写により、転写ベルト5上にブラックのトナーによるトナー画像が作像される。トナー画像の転写が終了すると、クリーナーブレード13Bkは、感光体9Bkの外周面に残留した不要なトナーを払拭する。感光体9Bkは、不要なトナーが払拭された後に、次の画像形成のために待機状態となる。 The toner image is transferred onto the transfer belt 5 by the primary transfer roller 15Bk at a position (primary transfer position) where the photoconductor 9Bk and the transfer belt 5 are in contact with each other. By this transfer, a toner image with black toner is formed on the transfer belt 5. When the transfer of the toner image is completed, the cleaner blade 13Bk wipes off unnecessary toner remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor 9Bk. After the unnecessary toner is wiped off, the photoconductor 9Bk enters a standby state for the next image formation.
以上のようにして、AIOカートリッジ6Bkで転写ベルト5に転写されたブラックのトナー画像は、次のAIOカートリッジ6Mの位置まで搬送される。AIOカートリッジ6Mでは、AIOカートリッジ6Bkでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより、感光体9M上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が転写ベルト5上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。
As described above, the black toner image transferred to the transfer belt 5 by the AIO cartridge 6Bk is conveyed to the position of the
転写ベルト5上に転写されたトナー画像は、さらに次のAIOカートリッジ6C、6Yの位置に順に搬送される。転写ベルト5上に転写されたトナー画像には、同様の動作により、感光体9C上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体9Y上に形成されたイエローのトナー画像とが、順に重畳されて転写される。こうして、転写ベルト5上にフルカラーの画像が作像される。転写ベルト5上のフルカラーの重ね画像は、二次転写ローラ16の位置まで搬送される。なお、画像形成に際して、ブラックのみのモノクロ印刷の場合、一次転写ローラ15M、15C、15Yは、それぞれ感光体9M、感光体9C、感光体9Yから離間された位置に退避する。そして、前述の画像形成プロセスがブラックの色に対してのみ行われる。
The toner image transferred onto the transfer belt 5 is further conveyed sequentially to the
次に、画像形成時の用紙搬送動作を説明する。本体給紙トレイ1に収納されている用紙4は、給紙ローラ2が反時計回りに回転駆動されることで、最も上の用紙4から順に送り出される。本体給紙トレイ1から送り出された用紙4は、レジストローラ3の位置で待機する。レジストローラ3は、転写ベルト5により搬送されたトナー画像と用紙4とが、二次転写ローラ16上で重なり合うタイミングで、反時計方向に回転駆動することで用紙4を送り出す(以下、特に断らない限り、この二次転写位置を転写部、転写位置と呼ぶ)。
Next, a paper transport operation during image formation will be described. The
レジストローラ3にて送り出された用紙4には、二次転写ローラ16で転写ベルト5上のトナー画像が転写される。定着器20は、熱および圧力で用紙4に対するトナー画像の定着を図る。トナー画像が定着した用紙4は、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ18aにて画像形成装置100の外部に排紙される。
The toner image on the transfer belt 5 is transferred to the
両面搬送経路219に排紙を行う場合は、用紙4の後端が排紙センサを通過し排紙ローラ18aを通過する手前で、排紙ローラ18aを時計回りに回転駆動することでスイッチバック動作を行い、用紙4を両面搬送経路219に排紙する。両面搬送経路219に搬送された用紙4は両面ローラ19を経由し、再びレジストローラ3まで搬送される。レジストローラ3に到達した用紙4は再びレジストローラ3から再給紙され、二次転写ローラ16にて先ほどと逆側の用紙面にトナー画像が転写される。定着器20は、トナー画像を熱および圧力で定着させる。トナー画像が定着した用紙4は、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ18aにて画像形成装置100の外部に排紙することも可能であり、再び両面搬送経路219に排紙することも可能である。なお、排紙センサは経路の分岐点上にあるものとする。また、定着ローラ21には分離爪(図示せず)が装着されており、分離爪が用紙4と定着ローラ21との間に入り込むことによって、用紙4が定着ローラ21に巻きつくのを防いでいる。
When paper is discharged to the
図2は、実施の形態の画像形成装置100の概略電気系統図である。画像形成装置100は、大きく分けて、エンジン部101とコントローラ部102とを備える。エンジン部101とコントローラ部102との間は、PCIバスライン103で接続されている。エンジン部101とコントローラ部102とは、PCIバスライン103を介して相互に通信可能となっている。また、エンジン部101とコントローラ部102とは、十分に大きな帯域で画像データを送受信可能となっている。
FIG. 2 is a schematic electrical system diagram of the
コントローラ部102は、例えばCPU210、およびFeROM211(不揮発性ROM)を、PCIバスライン103を介して相互に接続することで構成されている。CPUは、「Central Processing Unit」の略記である。PCIは、「Peripheral Component Interconnect」の略記である。また、コントローラ部102は、ハード・ディスク・ドライブ212(HDD)、およびRAM213、USB端子214を、PCIバスライン103を介して相互に接続することで構成されている。RAMは、「Random Access Memory」の略記である。USBは、「Universal Serial Bus」の略記である。また、コントローラ部102は、イーサネット(登録商標)インターフェイス215(Ethernet(登録商標))、およびファクシミリ部(FAX)216を、PCIバスライン103を介して相互に接続することで構成されている。
The controller unit 102 is configured, for example, by connecting the
CPU210は、コントローラ部102の動作制御を行うソフトウェアを実行する。CPU210は、FeROM211に記憶されている画像形成プログラムを読み込んで画像データ展開部217として機能し、画像データの展開処理を行う。ここでいう画像データの展開処理とは、転写予定の画像データが、即時、露光装置11に出力可能な状態になっていることを示す。一般的には、画像データを即時、露光装置11に出力可能な状態とは、以下の状態を満たしたことを指す場合が多い。(1)画像の合成、編集等が完了していること。(2)画像データがデコードされていること。(3)画像データが露光装置11に直接転送可能なRAM204上に配置されていること。(4)画像データが、露光装置11に十分な転送帯域で転送可能なRAM213上に配置されていること。
The
コントローラ部102のFeROM211は、例えば画像形成プログラム等のプログラムと各種のデータを格納する。プログラムは、CPU210が実行する。HDD212は、コントローラ部102で受信した画像を記憶する。RAM213は、CPU210が画像データ展開部217として機能することで展開処理された画像データを記憶する。CPU210は、このRAM213に対して、自由にデータの保存を行う他、画像の保存を行う。RAM213は、PCIバスライン103を介して、エンジン部101に画像データをDMA転送する。DMAは、「Direct Memory Access」の略記である。
The FeROM 211 of the controller unit 102 stores a program such as an image forming program and various data. The
USB端子(USB)214は、コントローラ部102とホストコンピュータ220とを相互に通信可能に接続している。コントローラ部102は、ホストコンピュータ220からUSB端子214を介して画像データを受信し、画像の編集、画像の合成、および展開処理を行い、出力可能な画像データを生成する。また、USB端子214は、スキャナ装置221に接続されている。コントローラ部102は、スキャナ装置221から画像データを受信し、画像の編集、画像の合成、および展開処理を行い、出力可能な画像データを生成する。
A USB terminal (USB) 214 connects the controller unit 102 and the
イーサネットインターフェイス215には、例えばLAN等のネットワーク222が接続されている。LANは、「Local Area Network」の略記である。コントローラ部102は、LAN等のネットワーク222からイーサネットインターフェイス215を介して供給される画像データを受信し、画像の編集、画像の合成、および展開処理を行い、出力可能な画像データを生成する。ファクシミリ部216は、電話回線223を介して送信されたファクシミリ画像を受信する。コントローラ部102は、ファクシミリ部216で受信されたファクシミリ画像の編集、画像の合成、および展開処理を行い、出力可能な画像データを生成する。
The
エンジン部101は、例えばCPU200、FeROM201、書き込み制御部202、モータドライバ203、およびRAM204を、PCIバスライン103で相互に接続して構成されている。CPU200は、エンジン部101の各部の動作制御を行うソフトウェアプログラムを実行する。CPU200は、FeROM201に記憶されている画像形成プログラムを読み込んで作像制御部218として機能し、書き込み制御部202を介して露光装置11等の作像制御を行う。
The engine unit 101 is configured, for example, by connecting a
FeROM201は、CPU200が実行するプログラムと各種のデータとを記憶する。FeROM201は、プログラムの一つとして、CPU200が実行する画像形成プログラムを記憶している。書き込み制御部202は、露光装置11に接続されている。書き込み制御部202は、露光装置11に対して書き込み信号を送信し、各色の画像に対応した静電潜像を感光体9Bk、9C、9M、9Y上に作像する。
The FeROM 201 stores a program executed by the
モータドライバ203は、CPU200の指示に従って各色感光体9Bk、9C、9M、9Y、および各色現像器12Bk、12C、12M、12Yに繋がる各モータ(図示せず)を自在に回転、停止する。また、モータドライバ203は、CPU200の指示に従って、転写ベルトテンションローラ8、二次転写駆動ローラ7、および二次転写ローラ16に繋がる各モータ(図示せず)を自在に回転、停止する。また、モータドライバ203は、給紙ローラ2に繋がるモータ(図3の符号303)を自在に回転、停止する。また、モータドライバ203は、両面ローラ19および排紙ローラ18aに繋がる各モータ(図示せず)を自在に回転、停止する。また、モータドライバ203は、カム形状の機構(図示せず)により、各色感光体9Bk、9C、9M、9Yと転写ベルト5の接触、離間を自在に変更する。RAM204には、CPU200が自由にデータを保存する。CPU200は、各色の画像データをRAM204に一旦記憶する。CPU200は、各色の画像を作像するタイミングで、RAM204に記憶した画像データを読み出し、書き込み制御部202に供給する。書き込み制御部202は、RAM204から供給された画像データに対応する画像を作像するように、露光装置11等を制御する。
The
ここで、実施の形態の画像形成装置100の場合、モータを駆動するモータドライバ203と、モータの回転位置を検出するエンコーダセンサ回路とが、同一の回路基板上に設置されモジュール化されている(モータモジュール)。
Here, in the
一例として、図3に、給紙ローラ2を回転駆動するモータモジュールの回路構成図を示す。図3に示すように、モータモジュールは、上述のモータドライバ203と共に、低電圧源301、グランドライン302(GND)、モータ303、エンコーダセンサ回路304、および、電流制限抵抗305を有している。モータドライバ203は、第1の電源部および電源手段の一例である。低電圧源301は、第2の電源部および電源手段の一例である。モータ303は、第1の駆動部および駆動手段の一例である。エンコーダセンサ回路304は、第2の駆動部および駆動手段の一例である。電流制限抵抗305は抵抗の一例である。
As an example, FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of a motor module that rotationally drives the
モータドライバ203は、例えば24Vの高電圧源となっている。モータドライバ203は、24Vの電圧で、給紙ローラ2を回転駆動するモータ303を回転駆動する。このモータドライバ203に対して、低電圧源301は、例えば5Vの電圧を印加する。モータドライバ203は、電流制限抵抗305を介して5Vの電圧をエンコーダセンサ回路304に印加して、エンコーダセンサ回路304を駆動する。この例で高電圧源となるモータドライバ203は、モータ303を介して、また、低電圧源301は、電流制限抵抗305およびエンコーダセンサ回路304を介して、それぞれ共通のグランドライン302に接続され接地されている。すなわち、モータモジュールは、言わば2電源同一モジュールとなっている。このモータモジュールは、コネクタ部300を介してバックボード(母線)に挿抜される。
The
図3に示す点線の矢印は、グランドライン302が接地されている場合に形成される正常な電流経路を示している(正常時)。この図3の矢印に示すように、高電圧源となるモータドライバ203が発生する24Vの高電圧に対応する電流は、正常時には、モータ303を介してグランドライン302に流れる。同様に、低電圧源301が発生する5Vの低電圧に対応する電流は、正常時には、電流制限抵抗305およびエンコーダセンサ回路304を介してグランドライン302に流れる。
A dotted arrow shown in FIG. 3 indicates a normal current path formed when the
電流制限抵抗305は、低電圧源301の出力端子301aとエンコーダセンサ回路304の入力端子304aとを接続するラインに、直列で接続されている。電流制限抵抗305は、活線状態でバックボード(母線)にモータモジュールを挿抜した際に、エンコーダセンサ回路304に、大電流が逆流入する不都合を防止する抵抗となっている。電流制限抵抗305の抵抗値としては、エンコーダセンサ回路304に対して5Vの低電圧に対応する電流の流れを極力妨げず、かつ、エンコーダセンサ回路304に対する上述の大電流の逆流入を防止可能な抵抗値が選択される。換言すると、電流制限抵抗305の抵抗値としては、エンコーダセンサ回路304を正常に動作させ、かつ、エンコーダセンサ回路304に対する上述の大電流の逆流入を防止可能な抵抗値が選択(設定)される。
The current limiting
図4に、エンコーダセンサ回路304の回路図を示す。一例として、エンコーダセンサ回路304は、インクリメンタルトラックの複数のスリットが設けられたコードディスクを光学的にスキャニングするインクリメンタル型のエンコーダセンサ回路となっている。エンコーダセンサ回路304は、それぞれ90度位相のずれたA相およびB相の2相のエンコード出力を出力する。エンコーダセンサ回路304は、対となる第1のフォトディテクタPD1および第2のフォトディテクタPD2と、対となる第3のフォトディテクタPD3および第4のフォトディテクタPD4との、計2対のフォトディテクタPD1〜PD4を有している。
FIG. 4 shows a circuit diagram of the
各フォトディテクタPD1〜PD4は、アノードがグランドライン302に接続され接地されている。また、各フォトディテクタPD1〜PD4のカソードは、それぞれ抵抗R1を介して低電圧源301からの5Vの低電圧が印加される入力端子304aに接続されている。各フォトディテクタPD1〜PD4の検出出力は、抵抗R1により電圧化されて取り出される。第1のフォトディテクタPD1の検出出力は、アンプA1を介してヒステリシス比較器となっている第1の比較器351の反転入力端子(−)に供給される。第2のフォトディテクタPD2の検出出力は、アンプA1を介してヒステリシス比較器となっている第2の比較器352の非反転入力端子(+)に供給される。第3のフォトディテクタPD3の検出出力は、アンプA1を介して第1の比較器351の非反転入力端子(+)に供給される。第4のフォトディテクタPD4の検出出力は、アンプA1を介して第2の比較器352の反転入力端子(−)に供給される。
Each photodetector PD1 to PD4 has an anode connected to the
第1の比較器351の出力端は、エミッタ接地された第1のトランジスタTr1のベースに接続されている。第1のトランジスタTr1のコレクタは、出力を電圧値として取り出すための抵抗rd1を介して低電圧源301からの5Vの低電圧が印加される入力端子304aに接続されている。第1のトランジスタTr1のコレクタと抵抗rd1との接続間には、第1の出力端子361が接続されている。第1の出力端子361を介して、a相のエンコード出力が取り出される。
The output terminal of the
第2の比較器352の出力端は、エミッタ接地された第2のトランジスタTr2のベースに接続されている。第2のトランジスタTr2のコレクタは、出力を電圧値として取り出すための抵抗rd2を介して低電圧源301からの5Vの低電圧が印加される入力端子304aに接続されている。第2のトランジスタTr2のコレクタと抵抗rd2との接続間には、第2の出力端子362が接続されている。第2の出力端子362を介して、b相のエンコード出力が取り出される。
The output terminal of the
図5は、各フォトディテクタPD1〜PD4とコードディスク370のスリット371との関係を示す図である。コードディスク370には、モータ303の回転に従って移動する複数のスリット371が設けられている。各スリット371の大きさは、スリット371の移動方向に沿って等間隔に並設された4つのフォトディテクタPD1〜PD4のうち、2つのフォトディテクタを覗き見ることが可能な大きさとなっている。すなわち、各スリット371の大きさは、2つのフォトディテクタを並べたときの大きさよりも、若干、大きめとなっている。また、各スリット371の間隔も、図5中点線で示すように2つのフォトディテクタを並べたときの大きさよりも、若干、大きめとなっている。このため、図5に示すように、第1、第2のフォトディテクタPD1、PD2を覗き見ることが可能な位置に一つ目のスリット371が移動した際には、第3、第4のフォトディテクタPD3、PD4は、スリット371以外の部分で遮蔽される。すなわち、この場合、第3、第4のフォトディテクタPD3、PD4は、コードディスク370の隣接するスリット371の間の部分で遮蔽される。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between each of the photodetectors PD1 to PD4 and the
このようなエンコーダセンサ回路304において、図4に示す発光ダイオードled1で発光された光は、平行レンズを介して平行光化され、コードディスク370に照射される。各フォトディテクタPD1〜PD4は、モータ303の回転に従って移動するコードディスク370のスリット371を介して、発光ダイオードled1から照射された光を受光し、光の光量に応じた検出出力を形成する。ノイズの影響を防止するためにヒステリシス比較器となっている第1の比較器351は、第1のフォトディテクタPD1および第3のフォトディテクタPD3の各検出出力の差分に対応する矩形波で第1のトランジスタtr1をオンオフ動作させる。これにより、第1のフォトディテクタPD1および第3のフォトディテクタPD3の各検出出力の差分に対応するa相のエンコード出力が第1の出力端子361を介して出力される。また、ノイズの影響を防止するためにヒステリシス比較器となっている第2の比較器352は、第2のフォトディテクタPD2および第4のフォトディテクタPD4の各検出出力の差分に対応する矩形波で第2のトランジスタtr2をオンオフ動作させる。これにより、第2のフォトディテクタPD2および第4のフォトディテクタPD4の各検出出力の差分に対応するb相のエンコード出力が第2の出力端子362を介して出力される。
In such an
図6は、実施の形態の画像形成装置に設けられているエンコーダセンサ回路304から出力されるA相およびB相の2相のエンコード出力を示す図である。この図6は、コードディスク370が、図5の矢印に示す方向に移動した場合に、エンコーダセンサ回路304から出力されるA相およびB相のエンコード出力を示している。この場合、A相のエンコード出力が先に形成され、90度の位相差を持って、B相のエンコード出力が遅れて形成される。コードディスク370を、図5の矢印とは反対の方向に移動した場合は、B相のエンコード出力が先に形成され、90度の位相差を持って、A相のエンコード出力が遅れて形成される。このような各相のエンコード出力は、図示しないエンコーダカウンタで処理され、図示しない比較器において、図2に示すCPU200からのモータ303の回転制御信号と比較される。図3に示すモータドライバ203は、エンコーダカウンタからのカウント出力と、CPU200からの回転制御信号との差分に従ってモータ303を回転駆動する(クローズドループ)。これにより、モータ303の回転方向、回転速度および回転位置を正確に制御することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a two-phase encoding output of the A phase and the B phase output from the
ここで、図7に、比較例としてのモータモジュールの回路構成図を示す。図3に示したモータモジュールは、電流制限抵抗305が設けられているが、この図7に示した比較例となるモータモジュールは、電流制限抵抗305が設けられていないものとなっている。その他の構成は、両者とも同じである。すなわち、図7に示す比較例のモータモジュールにおいても、高電圧源となるモータドライバ401および低電圧源402が、共通のグランドライン405に接続され接地されている。また、モータドライバ401は、24Vの高電圧でモータ403を駆動する。また、エンコーダセンサ回路404は、5Vの低電圧源402からの低電圧で駆動される。
FIG. 7 shows a circuit configuration diagram of a motor module as a comparative example. The motor module shown in FIG. 3 is provided with the current limiting
このような比較例となるモータモジュールにおいて、グランドライン405の接地を図らずに、活線状態のままバックボードに対して挿抜する場合を考える(活線挿抜時)。この場合、モータドライバ401からの24Vの電圧に対応する大電流が、モータ403およびグランドライン405を介して、エンコーダセンサ回路404に逆流入する。図7に示す点線の矢印は、24Vの電圧に対応する大電流の電流経路を示し、また、矢印の太さは電流量を示している。そして、比較例となるモータモジュールは、上述の電流の逆流入により、エンコーダセンサ回路404に19Vの電位差が生じ、エンコーダセンサ回路404が破損する不都合を生ずる。
In such a motor module as a comparative example, let us consider a case where the ground line 405 is not grounded and is inserted into and removed from the backboard in a live state (at the time of hot insertion / extraction). In this case, a large current corresponding to a voltage of 24 V from the
図8は、実施の形態の画像形成装置100に設けられているモータモジュールの活線挿抜時における電流経路および電流量を示している。この図8において、点線の矢印で示す方向が、電流が流れる方向を示している。また、図8において、矢印の太さは、電流量を示している。この図8からわかるように、実施の形態のモータモジュールの活線挿抜時となると、モータドライバ203からの24Vの電圧に対応する電流量の大電流が、モータ303およびグランドライン302を介してエンコーダセンサ回路304に逆流入しようとする。
FIG. 8 shows a current path and a current amount when the motor module provided in the
しかし、エンコーダセンサ回路304に電流が逆流入する際、電流制限抵抗305が有効に機能し、エンコーダセンサ回路304に逆流入しようとする電流の電流量(流入量)を大幅に低減する。図8の矢印の太さは、低減前の電流量と低減後の電流量との差を示している。この図8からわかるように、エンコーダセンサ回路304に逆流入する電流の電流量は、電流制限抵抗305が機能することで、大幅に低減されることがわかる。これにより、モータモジュールの活線挿抜時に、エンコーダセンサ回路304にモータドライバ203からの大電流が逆流入して、エンコーダセンサ回路304が破損する不都合を防止することができる。
However, when the current flows backward into the
以上の説明から明らかなように、実施の形態の画像形成装置100は、高電圧源の例となるモータドライバ203を、モータ303を介してグランドライン302に接続する。また、実施の形態の画像形成装置100は、低電圧源301を、エンコーダセンサ回路304を介してグランドライン302に接続する。そして、低電圧源301の出力端子301aとエンコーダセンサ回路304の入力端子304aとを接続するラインに、直列で電流制限抵抗305を接続してモータモジュールを形成する。これにより、モータモジュールの活線挿抜時に、モータドライバ203からグランドライン302を介してエンコーダセンサ回路304に逆流入する電流の電流量を大幅に低減することができる。このため、逆流入する電流でエンコーダセンサ回路304が破損する不都合を防止することができる。
As is clear from the above description, the
また、実施の形態の画像形成装置100は、電流制限抵抗305として、エンコーダセンサ回路304を正常に動作させ、かつ、エンコーダセンサ回路304に対する上述の大電流の逆流入を防止可能な抵抗値の電流制限抵抗305を設けている。このため、グランドライン302の接地を図り、モータモジュールを通常に動作させた場合でも、低電圧源301からの5Vの低電圧でエンコーダセンサ回路304を正常に動作させることができる。すなわち、実施の形態の画像形成装置100は、電流制限抵抗305を設けたことで、エンコーダセンサ回路304の動作が妨げられることはない。
In addition, the
ツェナーダイオードを用いて分圧調整回路を形成し、この分圧調整回路で、モータモジュールの活線挿抜時における上述の逆流入を防止することも考えられる。しかし、ツェナーダイオードは、高価な部品であるため、モジュール化されている多数の回路基板に、ツェナーダイオードを用いて形成した分圧調整回路をそれぞれ設けると、装置全体がコスト高となる。これに対して、実施の形態の画像形成装置100の場合、低電圧源301と低電圧源301の駆動対象回路(この例の場合、エンコーダセンサ回路304)との間に安価な抵抗(電流制限抵抗305)を直列接続するだけで上述の効果を得ることができる。このため、モジュール化されている多数の回路基板に電流制限抵抗305を設けても、ほとんど画像形成装置100のコストには影響しない。このため、上述した電流の逆流入を防止して回路の破損を防止可能な安全な画像形成装置100を安価に実現することができる。
It is also conceivable to form a voltage dividing circuit using a Zener diode, and to prevent the above-described reverse inflow when the motor module is hot-plugged. However, since the Zener diode is an expensive component, if a voltage dividing adjustment circuit formed using the Zener diode is provided on each of a large number of modular circuit boards, the cost of the entire device increases. On the other hand, in the case of the
次に、実施の形態の画像形成装置のいくつかの変形例を説明する。上述の実施の形態の説明では、エンコーダセンサ回路304は2相のエンコード出力を出力するインクリメンタル型のエンコーダセンサ回路であることとした。代わりに1相のエンコード出力を出力するインクリメンタル型のエンコーダセンサ回路を設けてもよい。
Next, some modified examples of the image forming apparatus according to the embodiment will be described. In the above description of the embodiment, the
図9は、1相のエンコード出力を出力するインクリメンタル型のエンコーダセンサ回路500の回路図である。このエンコーダセンサ回路500は、対となる第1のフォトディテクタPD1および第2のフォトディテクタPD2を有している。各フォトディテクタPD1、PD2は、アノードがグランドライン302に接続され接地されている。また、各フォトディテクタPD1、PD2のカソードは、それぞれ抵抗R1を介して低電圧源301からの5Vの低電圧が印加される入力端子304aに接続されている。
FIG. 9 is a circuit diagram of an incremental
各フォトディテクタPD1、PD2の検出出力は、抵抗R1により電圧化されて取り出される。第1のフォトディテクタPD1の検出出力は、アンプA1を介してヒステリシス比較器となっている比較器501の反転入力端子(−)に供給される。第2のフォトディテクタPD2の検出出力は、アンプA1を介して比較器501の非反転入力端子(+)に供給される。
The detection outputs of the photodetectors PD1 and PD2 are converted into voltages by the resistor R1 and taken out. The detection output of the first photodetector PD1 is supplied to the inverting input terminal (−) of the
比較器501の出力端は、エミッタ接地されたトランジスタTrのベースに接続されている。トランジスタTrのコレクタは、出力を電圧値として取り出すための抵抗rdを介して低電圧源301からの5Vの低電圧が印加される入力端子304aに接続されている。トランジスタTrのコレクタと抵抗rdとの接続間には、出力端子502が接続されている。出力端子502を介して、1相のエンコード出力が取り出される。
The output terminal of the
このようなエンコーダセンサ回路500において、発光ダイオードledで発光された光は、平行レンズを介して平行光化され、コードディスク370(図5参照)に照射される。各フォトディテクタPD1、PD2は、モータ303の回転に従って移動するコードディスク370のスリット371を介して、発光ダイオードledから照射された光を受光し、光の光量に応じた検出出力を形成する。ノイズの影響を防止するためにヒステリシス比較器となっている比較器501は、第1のフォトディテクタPD1および第2のフォトディテクタPD2の各検出出力の差分に対応する矩形波でトランジスタtrをオンオフ動作させる。
In such an
これにより、第1のフォトディテクタPD1および第2のフォトディテクタPD2の各検出出力の差分に対応する1相のエンコード出力(図6に示すA相またはB相のエンコード出力)が出力端子502を介して出力される。2相のエンコーダセンサ回路304の代わりに、このような1相のエンコーダセンサ回路500を設けた場合でも、エンコーダセンサ回路500に対する上述の電流の逆流入を大幅に低減することができ、上述の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
As a result, one-phase encoded output (A-phase or B-phase encoded output shown in FIG. 6) corresponding to the difference between the detection outputs of the first photodetector PD1 and the second photodetector PD2 is output via the
また、実施の形態の画像形成装置100の他の変形例として、エンコーダセンサ回路304の代わりにFG(Frequency Generator)センサを設けてもよい。FGセンサは、モータ駆動用の着磁とは別に円周方向にNS多極着磁を施したリング状のマグネットをロータ側に有している。また、FGセンサは、マグネットの着磁極数と同数の線素を円周方向に直列に接続したFGパターンをステータ側に有している。そして、FGセンサは、ロータの回転によりFGパターンから生じた、ロータの回転数に比例した周波数の速度検出信号(FG信号)を出力する。2相のエンコーダセンサ回路304の代わりに、このようなFGセンサを設けた場合でも、FGセンサに対する上述の電流の逆流入を大幅に低減することができ、上述の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
As another modification of the
また、実施の形態の画像形成装置100のさらなる他の変形例として、エンコーダセンサ回路304の代わりに、図10に示すようにホール素子センサ600を設けてもよい。この場合、モータ303のロータ601を、円周方向に沿ってS極およびN極に、交互に着磁する。ホール素子センサ600としては、一例として交番検知型のホール素子センサを設ける。ホール素子センサ600は、ロータ601が回転することで交互に印加されるS極およびN極の磁界に応じてオンオフ動作する。そして、ホール素子センサ600は、モータ303の回転数に応じた周期のエンコード出力を出力する。2相のエンコーダセンサ回路304の代わりに、このようなホール素子センサ600を設けた場合でも、ホール素子センサ600に対する上述の電流の逆流入を大幅に低減することができ、上述の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
As still another modification of the
なお、上述の実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、低電圧源301で駆動する回路は、エンコーダセンサ回路304以外の他の回路であってもよい。他の回路を設けた場合でも、低電圧源301と他の回路との間に電流制限抵抗305を直列接続することで、他の回路に対する上述の電流の逆流入を大幅に低減することができ、上述の実施の形態と同じ効果を得ることができる。また、高電圧源の一例であるモータドライバ203と低電圧源301との、計2つの電源部を有するモジュール(モータモジュール)を例として説明をした。これは、1つの高電圧源と2つの低電圧源を有するモジュールとしてもよいし、2つの高電圧源と1つの低電圧源を有するモジュールとしてもよい。すなわち、1つまたは複数の高電圧源と、1つまたは複数の低電圧源とを有し、低電圧源と低電圧源で駆動する回路との間に電流制限抵抗305を直列接続したモジュールとすることで、上述と同様の効果を得ることができる。なお、高電圧源、中電圧源、および低電圧源を設けた場合は、低電圧源と低電圧源で駆動する回路との間に電流制限抵抗305を直列接続すると共に、中電圧源と中電圧源で駆動する回路との間にも電流制限抵抗305を直列接続することが好ましい。この実施の形態およびその変形は、発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
The above-described embodiments are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the circuit driven by the
1 本体給紙トレイ
2 給紙ローラ
3 レジストローラ
4 用紙
5 転写ベルト
6Bk AIOカートリッジ(ブラック)
6M AIOカートリッジ(マゼンタ)
6C AIOカートリッジ(シアン)
6Y AIOカートリッジ(イエロー)
7 二次転写駆動ローラ
8 転写ベルトテンションローラ
9Bk 感光体(ブラック)
9M 感光体(マゼンタ)
9C 感光体(シアン)
9Y 感光体(イエロー)
10Bk 帯電器(ブラック)
10M 帯電器(マゼンタ)
10C 帯電器(シアン)
10Y 帯電器(イエロー)
11 露光装置
11Bk 露光装置(ブラック)
11M 露光装置(マゼンタ)
11C 露光装置(シアン)
11Y 露光装置(イエロー)
12Bk 現像器(ブラック)
12M 現像器(マゼンタ)
12C 現像器(シアン)
12Y 現像器(イエロー)
13Bk クリーナーブレード(ブラック)
13M クリーナーブレード(マゼンタ)
13C クリーナーブレード(シアン)
13Y クリーナーブレード(イエロー)
14Bk レーザ光(ブラック)
14M レーザ光(マゼンタ)
14C レーザ光(シアン)
14Y レーザ光(イエロー)
15Bk 一次転写ローラ(ブラック)
15M 一次転写ローラ(マゼンタ)
15C 一次転写ローラ(シアン)
15Y 一次転写ローラ(イエロー)
16 二次転写ローラ
18a 排紙ローラ
19 両面ローラ
20 定着器
21 定着ローラ
100 画像形成装置
101 エンジン部
102 コントローラ部
103 PCIバスライン
200 CPU
201 不揮発性ROM(FeROM)
202 書き込み制御部
203 モータドライバ(高電圧源:24V)
204 RAM
210 CPU
211 不揮発性ROM(FeROM)
212 ハード・ディスク・ドライブ(HDD)
213 RAM
214 USB端子
215 イーサネットインターフェイス
216 ファクシミリ部
217 画像データ展開部
218 作像制御部
219 両面搬送経路
220 ホストコンピュータ
221 スキャナ装置
222 ネットワーク
223 電話回線
300 モータモジュールのコネクタ部
301 低電圧源(5V)
301a 低電圧源の出力端子
302 グランドライン(GND)
303 モータ
304 2相出力のエンコーダセンサ回路
304a エンコーダセンサ回路の入力端子
305 電流制限抵抗
351 第1の比較器
352 第2の比較器
361 第1の出力端子
362 第2の出力端子
370 コードディスク
371 コードディスクのスリット
401 モータドライバ(高電圧源:24V)
402 低電圧源(5V)
403 モータ
404 エンコーダセンサ回路
405 グランドライン(GND)
500 1相出力のエンコーダセンサ回路
501 比較器
502 出力端子
600 ホール素子センサ
601 モータのロータ
PD1 第1のフォトディテクタ
PD2 第2のフォトディテクタ
PD3 第3のフォトディテクタ
PD4 第4のフォトディテクタ
LED 発光ダイオード
LED1 発光ダイオード
R1 抵抗
A1 アンプ
Tr トランジスタ
Tr1 第1のトランジスタ
Tr2 第2のトランジスタ
RD 抵抗
RD1 抵抗
RD2 抵抗
1 Main body
6M AIO cartridge (magenta)
6C AIO cartridge (cyan)
6Y AIO cartridge (yellow)
7 Secondary
9M photoconductor (magenta)
9C photoconductor (cyan)
9Y photoconductor (yellow)
10Bk charger (black)
10M charger (magenta)
10C charger (cyan)
10Y charger (yellow)
11 Exposure equipment 11Bk Exposure equipment (Black)
11M exposure system (magenta)
11C exposure equipment (cyan)
11Y Exposure system (yellow)
12Bk Developer (Black)
12M Developer (Magenta)
12C Developer (Cyan)
12Y Developer (Yellow)
13Bk Cleaner Blade (Black)
13M Cleaner blade (magenta)
13C Cleaner blade (Cyan)
13Y Cleaner Blade (Yellow)
14Bk laser light (black)
14M laser light (magenta)
14C laser light (cyan)
14Y Laser light (yellow)
15Bk primary transfer roller (black)
15M primary transfer roller (magenta)
15C primary transfer roller (cyan)
15Y primary transfer roller (yellow)
16
201 Nonvolatile ROM (FeROM)
202
204 RAM
210 CPU
211 Nonvolatile ROM (FeROM)
212 Hard disk drive (HDD)
213 RAM
214
301a Output terminal of
303
402 Low voltage source (5V)
403
500 1-phase output
Claims (8)
前記第1の電源部からの電圧で駆動される第1の駆動部と、前記第2の電源部からの電圧で駆動される第2の駆動部とを、少なくとも備えた駆動手段と、
前記駆動手段の前記各駆動部を共通接地するためのグランドラインと、
前記第2の電源部と前記第2の駆動部とを接続するラインに直列接続された抵抗と
を有することを特徴とする電子機器。 Power supply means comprising at least a first power supply unit and a second power supply unit that supplies a lower voltage than the first power supply unit;
Drive means comprising at least a first drive unit driven by a voltage from the first power supply unit and a second drive unit driven by a voltage from the second power supply unit;
A ground line for commonly grounding each of the drive units of the drive means;
An electronic device comprising: a resistor connected in series to a line connecting the second power supply unit and the second drive unit.
前記モジュールを、母線に対して接続するためのコネクタ部をさらに備えたこと
を特徴とする請求項1に記載の電子機器。 The power supply means, the drive means, the ground line, and the resistor are modularized,
The electronic device according to claim 1, further comprising a connector portion for connecting the module to a bus.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子機器。 The resistor operates a current amount of a current corresponding to a voltage of the first power supply unit that normally operates the second drive unit and flows back into the second drive unit via the ground line. The electronic device according to claim 1, wherein the resistance value is set to be reduced.
前記第1の電源部として、前記モータに電圧を供給するモータドライバを有すること
を特徴とする請求項1から請求項3のうち、いずれか一項に記載の電子機器。 A motor as the first drive unit;
The electronic device according to claim 1, further comprising: a motor driver that supplies a voltage to the motor as the first power supply unit.
を特徴とする請求項1から請求項4のうち、いずれか一項に記載の電子機器。 The second drive unit includes an encoder sensor circuit that outputs a two-phase encoded output, an encoder sensor circuit that outputs a one-phase encoded output, an FG (Frequency Generator) sensor, or a Hall element sensor. The electronic device according to any one of claims 1 to 4.
前記高電圧よりも低い低電圧を発生する低電圧源と、
前記低電圧で駆動され、前記モータの回転に対応するエンコード出力を出力するエンコーダセンサ回路と、
前記モータおよび前記エンコーダセンサ回路を共通接地するためのグランドラインと、
前記低電圧源と前記エンコーダセンサ回路とを接続するラインに直列接続された抵抗と、
前記高電圧源、前記低電圧源、前記エンコーダセンサ回路、および前記グランドラインを母線に接続するためのコネクタ部とを有し、
前記高電圧源、前記低電圧源、前記エンコーダセンサ回路、前記グランドライン、および前記コネクタ部はモジュール化されており、コネクタ部を介して母線に挿抜されること
を特徴とするモータ駆動装置。 A high voltage source that generates a high voltage to drive the motor;
A low voltage source for generating a low voltage lower than the high voltage;
An encoder sensor circuit that is driven at the low voltage and outputs an encode output corresponding to the rotation of the motor;
A ground line for common grounding the motor and the encoder sensor circuit;
A resistor connected in series to a line connecting the low voltage source and the encoder sensor circuit;
A connector portion for connecting the high voltage source, the low voltage source, the encoder sensor circuit, and the ground line to a bus;
The motor driving device according to claim 1, wherein the high voltage source, the low voltage source, the encoder sensor circuit, the ground line, and the connector portion are modularized and inserted into and removed from a bus bar through the connector portion.
を特徴とする請求項6に記載のモータ駆動装置。 The resistor is set to a resistance value that causes the encoder sensor circuit to operate normally and reduces the amount of current corresponding to the high voltage that flows back into the encoder sensor circuit via the ground line. The motor drive device according to claim 6.
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